ما در این مقاله نمی خواهیم روشی را به شما معرفی کنیم که برای جلوگیری از برخورد ربات الکترونیک شما ارائه دهد. این امر نیاز به یک سنسور الکترونیک دارد تا دستگاه بتواند یک شیء را تشخیص داده و از بروز برخورد جلوگیری کند.

برای اینکه به این موضوع به صورت کامل رسیدگی داشته باشیم باید شما در زمینه آزمایش و پالایش الگوریتم های مورد استفاده در یک ربات الکترونیک اطلاعات داشته باشید و همچنین اطلاعاتی در این خصوص دریافت کنید تا بتوانید بر این اساس از اطلاعات این مقاله حداکثر استفاده را داشته باشید.

چطور می توان از ربات الکترونیک محافظت کرد؟

در ابتدا باید از یک شاسی ربات مدل Romi استفاده کنیم که یک شتاب سنج سه محوره دارد و این شتاب سنج به برد اصلی ربات اتصال پیدا خواهد کرد.

شاسی ربات الکترونیک مدل Romi

هیچ جای تعجب ندارد که یک برخورد می تواند به طور ویژه ای شتاب را کاهش دهد. در این صورت می توانیم با پردازش مناسب سیگنال از داده های دریافت شده از شتاب سنج الکترونیک برای تشخیص یک برخورد استفاده کنیم. سپس می توانیم میکروکنترلر را وادار کنیم تا موتورهای الکترونیک را متوقف سازد.

قسمت های آسیب دیده ربات الکترونیک می توانند در هر یک از قسمت ها باشد. ممکن است در یک مسابقه شرکت کرده باشید و می خواهید دو ربات با یکدیگر بجنگند. در این صورت می توانید شتاب معکوس را اندازه گیری کنیم و بر این اساس می توانیم در جهت معکوس با محور X از داده های شتاب سنج الکترونیک استفاده داشته باشیم.

تبدیل داده های آنالوگ به دیجیتال

ما از ADC مدل 14 بیتی داخلی میکروکنترلر الکترونیک مدل EFM8 برای دیجیتالی کردن سیگنال شتاب آنالوگ استفاده می کنیم. تنظیمات اولیه پیکربندی در ادامه و در شکل زیر آورده شده است.

تبدیل داده های آنالوگ به دیجیتال

نرخ نمونه ما برابر با یک کیلوهرتز می باشد که به طور قابل توجهی بالاتر از پهنای باند که 200 هرتز است می باشد. این سیگنال مربوط به شتاب سنج الکترونیک می باشد.

از آنجایی که ما فقط به نوع برخوردی که در بالا توضیح داده شده اهمیت می دهیم، محورهای Z و Y را نادیده می گیریم. سیگنال ورودی ADC همیشه خروجی محور X است که به ورودی P1.7 متصل می شود.

اتصال محورها به ورودی ها

ما از عملکرد جمع آوری و تقسیم خودکار که در قسمت ADC جمع آوری می شود استفاده می کنیم. این یک روش ساده برای کاهش نویز می باشد و امیدواریم که یک رویداد شتاب را آسان تر کند. هر ماشه تبدیل به چهار نمونه از ADC می شود و به هم اضافه می کند و سپس با دو بیت درست جابجا می شوند که معادل با تقسیم بر چهار می باشد.

جمع آوری اطلاعات

ما داده های آزمایشی را با استفاده از برنامه دلخواه سریال پورت جمع آوری کردیم. با این حال نسخه فعلی با بهبود همراه بوده است و اکنون می توانید دستورات اسکی را ارسال کنید. همچنین چند متن می توانید ارسال کنید تا دستورات متداول با یک کلیک برای این قطعه الکترونیک در دسترس باشند.

پورت داده های سریال

در ادامه کدی را در اختیار شما قرار می دهیم که می تواند توابع مربوط به دستورات اسکی را در اختیار شما قرار دهد.

char RecordAccelerometerData[] = “RAD”;

char TransferAccelerometerData[] = “TAD”;

char EnableCollisionDetection[] = “ECD”;

char DisableCollisionDetection[] = “DCD”;

char SoftwareReset[] = “SWR”;

char MotorsFullForward[] = “MFF”;

char DisableBothMotors[] = “DBM”;

char BrakeBothMotors[] = “BBM”;

نگاهی به برخی از داده ها

شما می توانید یک رویداد شتاب عقب را استفاده کنید تا بتوانید بخشی از کاهش سریع سرعت اطلاعاتی را دریافت کنید. در ادامه می توانید نمودار داده ها را مشاهده کنید.

نمودار داده ها

شکل موج ها را در ادامه می توانید مشاهده کنید و ویژگی های مشترک را می توانید مشاهده کنید.

• سیگنال شتاب به سرعت از 1660 میلی ولت فراتر می رود و همچنین به طور قابل توجهی بالاتر از کف می باشد.
• همه آن ها شیب زیاد تا حداقل 1670 میلی ولت را حفظ می کنند.

پس ما می توانیم الگوریتم خود را در اطراف این دو مقدار ساخته ایم. الگوریتم تشخیص هنگامی شروع می شود که یک نمونه ADC از 1660 میلی ولت بالاتر می رود. محدودیت آستانه زمان تا دوم به طور شفاف در شیب لبه بالا آمدن اولیه که در این سه شکل موج مشاهده می شود پایه ریزی می گردد.

مشکلات و راه حل ها

ما به سرعت متوجه می شویم که اولین الگوریتم یک مشکل اصلی دارد. یک ورودی در جلوی شاسی ربات الکترونیک به عنوان یک تصادف در حال شناسایی می باشد. به نظر می رسد که یک سنسور، شتاب مشابه در این مورد را ایجاد می نماید.

شکل مربوط به توضیحات بالا

دامنه بسیار بالایی وجود دارد ولی مدت زمان بسیار کوتاهی در دسترس شماست. شما باید بدانید که شرط حداقل زمان را در نظر بگیرید. در صورتی که شتاب خیلی زود زیر آستانه مشخص قرار داده شود، این رویداد را می توان نادیده گرفت. حداقل مدت زمان با شروع مجدد از آستانه دوم در 30 میلی ثانیه تنظیم می کنیم. این مدت زمان کوتاه تر از آستانه اول است و برای یک رویداد برخورد شبیه سازی شده است. به نظر می رسد که به طور مداوم طولانی تر از مدت زمان مربوط به جهش های ایجاد شده توسط حوادث مربوط به سنسور الکترونیک باشد.

ترمز کردن در مقابل غیر فعال سازی

در صورتی که به کد نگاه می کنید، متوجه می شوید که عملکرد ترمز موتور ها در پاسخ به رویداد برخورد استفاده می شود. در این حالت مهم است که هرچه سریع تر ربات را متوقف سازی و به این ترتیب ما از حالت تمرکز به جای غیر فعال سازی موتور ها استفاده می کنیم.

شکل مربوط به موضوع بالا

نتیجه گیری

ما با استفاده از الگوریتم های تشخیص ضربه توانستیم متوجه شویم که آیا هر دستگاه می تواند محافظت خوبی داشته باشد یا خیر. شما می توانید این الگوریتم ها را بر روی دستگاه خود خصوصی سازی کنید و از آن ها استفاده نمایید. در صورتی که سوالی در این زمینه داشته باشید می توانید کد های مربوطه را مطالعه کرده و همچنین از شتاب سنج الکترونیک با کیفیت بالاتر استفاده نمایید.

امیدوارم این آموزش برای شما عزیزان مفید بوده باشد. درصورتیکه به تخصص طراحی برد علاقمند هستید و تمایل دارید ازین تخصص کسب درآمد کنید از دوره آموزش طراحی برد الکترونیکی آموزشگاه فنی پویان استفاده کنید.